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KR101754732B1 - Inspection apparatus capable of real-time monitoring for electrode tip of welder and welding system with inspection apparatus - Google Patents

Inspection apparatus capable of real-time monitoring for electrode tip of welder and welding system with inspection apparatus Download PDF

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KR101754732B1
KR101754732B1 KR1020150151216A KR20150151216A KR101754732B1 KR 101754732 B1 KR101754732 B1 KR 101754732B1 KR 1020150151216 A KR1020150151216 A KR 1020150151216A KR 20150151216 A KR20150151216 A KR 20150151216A KR 101754732 B1 KR101754732 B1 KR 101754732B1
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Abstract

본 발명은 스팟용접용 용접건의 전극팁에 대해 선단면 직경 크기, 오염 또는 파손 여부, 연마상태, 정렬상태 및 가압력을 확인하여 전극팁의 적합여부를 검사하는 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치 및 이를 구비한 용접장치에 관한 것으로서, 전극팁을 안착한 이후 상하 전극팁 선단의 사이에 배치한 미러를 이용하여 가시광 및 레이저빔으로 전극팁 선단을 조명하고 미러를 이용하여 가시광 영상 및 레이저빔 영상을 획득하며, 기시광 영상으로 전극팁 선단의 오염 또는 파손부위를 검출하고, 레이저빔 영상으로 전극팁 선단면의 직경을 검출하고, 동시에 가압력을 측정하고, 전극팁을 안착시키기 이전에 전극팁의 정렬상태를 검사하는 것도 가능하며, 검사 결과를 실시간 모니터링할 수 있게 구성된다.The present invention relates to an electrode tip inspecting apparatus capable of real-time monitoring of the electrode tip of a welding spot for spot welding by checking the size of a tip cross-section diameter, contamination or breakage, polishing state, alignment state and pressing force, The electrode tip is illuminated with a visible light and a laser beam using a mirror disposed between the tip ends of the upper and lower electrode tips to obtain a visible light image and a laser beam image using a mirror, , The contamination or breakage of the tip of the electrode tip is detected by the optical beam image, the diameter of the tip of the electrode tip is detected by the laser beam image, the pressing force is measured at the same time, and the alignment state of the electrode tip It is also possible to monitor the test results in real time.

Description

실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치 및 이를 구비한 용접장치{INSPECTION APPARATUS CAPABLE OF REAL-TIME MONITORING FOR ELECTRODE TIP OF WELDER AND WELDING SYSTEM WITH INSPECTION APPARATUS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electrode tip inspecting apparatus capable of real-time monitoring, and a welding apparatus having the electrode tip inspecting apparatus and a welding apparatus having the electrode tip inspecting apparatus.

본 발명은 스팟용접용 용접건의 전극팁에 대해 선단면 직경 크기, 오염 또는 파손 여부, 연마상태, 정렬상태 및 가압력을 확인하여 전극팁의 적합 여부를 검사하는 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치 및 이를 구비한 용접장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode tip inspecting apparatus capable of real-time monitoring of the electrode tip of a welding spot for spot welding by checking the size of a tip cross-section diameter, contamination or breakage, polishing state, alignment state and pressing force, And more particularly, to a welding apparatus equipped with the same.

스팟 용접(spot welding)은 용접모재를 겹쳐 놓고, 용접하려는 부위를 한쌍의 전극으로 가압하면서 국부적인 고전류를 흘려주어, 용접모재의 겹쳐진 부위를 저항으로 인해 발생하는 열에너지로 용융시켜 접합하는 용접이다. 이러한 스팟 용접은 용접 작업이 간단하고 녹이나 열에 의한 용접모재의 변형도 잘 일어나지 않아 자동차 차체 라인 및 다양한 제품의 생산 현장에서 널리 사용되고 있다.Spot welding is a welding process in which a welding base material is superimposed, a portion to be welded is pressed with a pair of electrodes while a local high current is flown, and the overlapped portion of the welding base material is melted by heat energy generated by resistance. Such spot welding is widely used in automobile body lines and production sites of various products because welding work is simple and deformation of welding base material due to rust or heat does not occur well.

도 1은 일반적으로 사용되는 스팟 용접용 용접건(1)의 예시도면으로서, 중심축이 일치하도록 서로 마주하며 간격 조절이 가능한 한쌍의 생크(1a, shank)와, 각각의 생크(1a)의 단부에 탈착 가능하게 장착하는 전극 팁(2)을 구비하여서, 생크(1a)와 전극팁(2)으로 구성되는 전극으로 스팟 용접하게 되어 있다.Fig. 1 is an exemplary view of a commonly used welding gun 1 for spot welding. The welding gun 1 includes a pair of shanks 1a and 1b facing each other with their center axes aligned with each other, And an electrode tip 2 for detachably mounting the electrode tip 2 to the electrode tip 2. The electrode tip 2 is spot welded to an electrode composed of the shank 1a and the electrode tip 2. [

그리고, 전극팁(2)의 선단면(2a)은 평평한 원형이고, 선단면(2a)에서 시작하여 외주연을 향해 점차 직경이 커지는 호면(2b)이 형성된다. 이러한 전극팁(2)의 선단 형상 중에 특히 선단면(2a)의 직경은 용접 품질을 크게 좌우한다. 또한, 용접 공정을 반복 수행함에 따라 전극팁(2)의 선단이 산화피막 등의 이물질에 의해 오염 또는 파손되거나 원래의 선단면 직경의 크기가 확대되면 용접 품질을 크게 저하시킨다.The distal end surface 2a of the electrode tip 2 is a flat circular shape and the arc surface 2b starting from the distal end surface 2a and gradually increasing in diameter toward the outer circumference is formed. The diameter of the tip end face 2a, particularly in the tip shape of the electrode tip 2, greatly affects the welding quality. Further, if the tip of the electrode tip 2 is contaminated or broken by foreign substances such as an oxide film or the size of the original diameter of the front end surface is enlarged by repeating the welding process, the welding quality is greatly lowered.

이에, 전극팁(2)의 선단을 정면에서 촬영한 영상을 이용하여 검사하고, 검사결과에 따라 불량일 시에 팁드레서로 연마하며, 연마 이후에도 전극팁 선단을 검사하여 적합하게 연마되었을 시에 용접공정에 투입되게 한다.The tip of the electrode tip 2 is inspected using an image photographed from the front side. The tip of the electrode tip 2 is polished by a tip dresser at the time of defective according to the inspection result. When the tip of the electrode tip is polished, To be put into the process.

일반적으로, 선단면(2a)의 직경 크기뿐만 아니라 오염 및 파손 부위도 함께 검사하기 위해서 전극팁 선단 전체를 고르게 조명하며 촬영하고, 촬영하여 얻은 이미지에서 선단면(2a)의 윤곽을 검출하여 선단면(2a) 직경의 접합 여부를 판정하고, 색밝기 차이 또는 색농도 차이로 검출하는 오염 및 파손 부위의 크기에 따라 적합 여부를 판정한다.Generally, in order to inspect not only the diameter of the distal end face 2a but also the contamination and breakage portions, the entire tip of the electrode tip is uniformly illuminated, and the outline of the distal end face 2a is detected in the image obtained by photographing, (2a) diameter, and judges whether or not it is suitable according to the size of the contamination and the damaged portion detected by the color brightness difference or the color difference.

하지만, 이러한 방법으로 전극팁 선단을 촬영하여 얻는 이미지에는 선단면(2a)의 윤곽이 선명하게 나타나지 아니하므로 선단면 직경을 정확한 값으로 얻기 어렵다. However, in the image obtained by photographing the tip of the electrode tip in this manner, since the outline of the end face 2a is not clearly shown, it is difficult to obtain the correct end face diameter.

한편, 전극팁 선단면의 직경 크기를 정확하게 얻기 위해서 두 방향의 측면에서 촬영하여 선단면 직경을 측정할 수 있으나, 제조공정에서는 가능하면 용접로봇의 활동에 간섭을 주지 않아야 한다.On the other hand, in order to accurately obtain the diameter of the electrode tip end face, it is possible to measure the diameter of the end face by photographing from two sides, but in the manufacturing process, it should not interfere with the activity of the welding robot if possible.

용접장치는 용접건(1)을 암(arm)에 장착하여 용접 위치로 이동시킨 후 용접건(1)으로 용접하게 하는 용접로봇, 용접건(1)에 필요한 용접 전류를 공급하는 전류 공급장치, 용접건(1)의 전극 온도를 낮추기 위한 냉각수 공급장치, 전극팁의 연마를 위한 팁드레서, 용접로봇의 동작, 용접 전류의 공급, 냉각수의 순환, 전극팁 연마 등 용접공정 전반을 제어하는 용접 컨트롤러, 용접 컨트롤러에 의해 제어되는 용접 상황을 각종 센서의 이용으로 모니터링하며 용접 공정 및 용접 품질을 관리하는 모니터링 장치를 포함한다. The welding apparatus includes a welding robot that mounts the welding gun 1 on an arm and moves the welding gun 1 to a welding position and welds the welding gun 1 to the welding gun 1, A welding controller for controlling the entire welding process such as a cooling water supply device for lowering the electrode temperature of the welding gun 1, a tip dresser for polishing the electrode tip, operation of the welding robot, supply of welding current, circulation of cooling water, , A monitoring device for monitoring the welding situation controlled by the welding controller by using various sensors, and for managing the welding process and the welding quality.

이에, 전극팁 검사장치는 용접장치에 간섭되지 않는 설치 위치에 설치하되 특히 용접로봇의 거동에 간섭되지 않는 설치 위치에 최소한의 크기로 구성하여 설치하여야 한다. 이에, 전극팁 선단을 정면에서 촬영하여 얻는 이미지로 전극팁 선단의 형상을 정확하게 얻는 것이 좋다.Therefore, the electrode tip inspecting apparatus should be installed at an installation position that does not interfere with the welding apparatus, and in particular, should be constructed to have a minimum size at an installation position that does not interfere with the behavior of the welding robot. Therefore, it is preferable to accurately obtain the shape of the tip of the electrode tip with an image obtained by photographing the tip of the electrode tip from the front side.

KR 10-1393755 B1 2014.05.02.KR 10-1393755 B1 2014.05.02.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 전극팁 선단의 오염 및 파손 부위를 검출하면서 선단면의 직경을 더욱 정확하게 검출함과 동시에 가압력을 측정하며, 최소한의 크기로 제작 가능하여 용접로봇에 의해 용접공정이 이루어지는 현장에서 용접로봇의 활동에 간섭을 주지 않게 설치 사용할 수 있는 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치 및 이를 구비한 용접장치를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a welding robot capable of accurately detecting the diameter of a front end face while measuring the contamination and breakage of the tip of the electrode tip, measuring the pressing force, And an electrode tip inspecting device capable of real time monitoring that can be installed and used so as not to interfere with the activity of the welding robot in the field, and a welding apparatus equipped with the same.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치에 있어서, 용접건에 상호 마주하게 장착된 한쌍의 전극팁을 선단의 테두리측을 상하 홀에 걸쳐지게 안착하여 적어도 전극팁의 선단면이 내부를 바라보게 한 본체; 수광 축이 상하 홀 사이를 잇는 연직선과 직교하게 본체의 내부에 수용한 카메라; 상하 홀 사이를 향해 가시광을 조사하는 가시광 광원; 상하 홀 사이를 향해 레이저빔을 조사하는 레이저 광원; 상하 홀 사이에 배치되어 가시광 및 레이저빔을 상하 홀에 안착된 전극팁 선단에 조사되도록 반사하고, 전극팁 선단의 영상을 반사하여 카메라에 촬상되게 하는 미러; 카메라로 촬상된 영상 중에 가시광 영상으로부터 전극팁 선단의 오염 또는 파손 부위를 검출하고, 레이저빔 영상으로부터 전극팁 선단면의 직경을 검출하여, 전극팁 선단의 불량여부를 판정하는 컨트롤러;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides an electrode tip inspecting apparatus capable of real-time monitoring, comprising: a pair of electrode tips mounted on a welding gun so as to face each other, A body having a cross section facing the inside; A camera which is housed in the main body of the main body orthogonal to the vertical line connecting the light receiving axes between the upper and lower holes; A visible light source that irradiates visible light between the upper and lower holes; A laser light source for irradiating a laser beam between the upper and lower holes; A mirror disposed between the upper and lower holes to reflect the visible light and the laser beam so as to be irradiated to the tip of the electrode tip seated in the upper and lower holes and to reflect the image of the tip of the electrode tip to be imaged by the camera; And a controller for detecting contamination or breakage of the tip of the electrode tip from the visible light image among the images captured by the camera and detecting the diameter of the electrode tip end face from the laser beam image to determine whether the tip of the electrode tip is defective .

상기 미러는 회전 가능하게 설치된 하나의 미러로 구성되어 상하 홀 방향의 영상을 교대로 카메라에 촬상되게 함을 특징으로 한다.The mirror is constituted by a mirror rotatably installed, and the images of the up and down holes are alternately picked up by the camera.

상기 카메라의 수광 축 상에 하프 미러를 장착하고 상기 가시광 광원의 가시광을 하프 미러에 반사시켜 상기 미러를 향해 조사되게 하여서, 가시광의 광축과 상기 카메라의 수광 축을 일치시키는 동축 조명으로 됨을 특징으로 한다.A half mirror is mounted on the light receiving axis of the camera and the visible light of the visible light source is reflected on the half mirror so as to be directed toward the mirror so that the optical axis of the visible light and the light receiving axis of the camera coincide with each other.

상기 레이저 광원은 라인빔을 조사하고, 상기 컨트롤러는 카메라로 촬영된 레이저빔 영상으로부터 광삼각법에 의해 전극팁 선단면의 직경을 검출함을 특징으로 한다.Wherein the laser light source irradiates a line beam, and the controller detects the diameter of the electrode tip line section from the laser beam image photographed by the camera by a photon triangulation method.

상기 레이저 광원에서 조사하는 라인빔은 2개의 평행한 라인빔이며, 상기 컨트롤러는 카메라로 촬영된 레이저빔 영상에서 2개의 라인빔을 검출하여 전극팁 선단면의 테두리에서 꺾이는 4개의 포인트로부터 전극팁 선단면의 테두리 윤곽을 획득한 후 전극팁 선단면의 직경을 검출함을 특징으로 한다.The line beam irradiated from the laser light source is two parallel line beams, and the controller detects two line beams in the laser beam image photographed by the camera and detects the line tip from four points bent at the edge of the electrode tip line cross- And the diameter of the end face of the electrode tip is detected after the edge outline of the end face is obtained.

상기 2개의 평행한 라인빔은 하나의 레이저 광원으로부터 방사되는 하나의 라인빔을 반투명 미러에 비스듬히 조사하여 2개의 평행한 라인빔으로 반사된 후 상기 미러에 조사시킨 것임을 특징으로 한다.Wherein the two parallel line beams are formed by irradiating one line beam emitted from one laser light source obliquely to a semitransparent mirror and then reflected by two parallel line beams and irradiating the mirror.

상기 컨트롤러는 전극팁 선단이 홀에 안착하기 이전에 상기 미러를 회전시키며 상하 전극팁 선단의 가시광 영상을 획득하게 제어하고, 획득한 양측 전극팁 선단의 가시광 영상으로부터 전극팁의 정렬상태에 대해 불량여부를 판정함을 특징으로 한다.The controller rotates the mirror before the tip of the electrode tip is seated in the hole and controls to obtain a visible light image of the tip of the upper and lower electrode tip, .

전극팁 선단이 안착되는 상하 홀은 각각 눌림에 의해 스트레인게이지를 가압하는 판재에 형성하여, 전극팁의 가압력을 스트레인게이지로 측정함을 특징으로 한다.The upper and lower holes on which the tips of the electrode tips are seated are each formed on a plate for pressing the strain gauge by pressing, and the pressing force of the electrode tip is measured by a strain gauge.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 전극팁 선단을 가시광 및 레이저빔으로 조명하며 촬영하여 가시광 영상으로 오염 또는 파손 부위를 검출하고, 레이저빔 영상으로 전극팁 선단면의 직경을 검출하므로, 가시광 영상으로 선단면 직경을 검출할 때보다는 적은 오차로 고정밀의 선단면 직경을 검출할 수 있다.According to the present invention configured as described above, the tip of the electrode tip is illuminated with visible light and a laser beam to detect a contaminated or damaged portion with a visible light image, and the diameter of the electrode tip end section is detected by the laser beam image. The diameter of the front end face can be detected with a smaller error than when the end face diameter is detected.

또한, 본 발명은 상하 전극팁에 대한 가시광 영상 및 레이저빔 영상을 하나의 미러 및 하나의 카메라를 이용하여 촬영하므로, 컴팩트한 크기로 제작 가능하다.In addition, since the visible light image and the laser beam image of the upper and lower electrode tips are captured using one mirror and one camera, the present invention can be manufactured in a compact size.

또한, 본 발명은 정확한 선단면 직경을 얻기 위해서, 2개의 라인빔으로 조명하되, 하나의 레이저빔 광원을 이용하므로, 크기 증가 없이 정확한 선단면 직경을 얻을 수 있다.Further, in order to obtain an accurate front-end diameter, the present invention uses two laser beams, which are illuminated with two laser beams, so that an accurate front-end diameter can be obtained without increasing the size.

또한, 상하 전극팁의 선단 사이의 거리를 일반적으로 대략 30mm로 정한 기준에서 전극팁의 선단을 검사하여야 하는 검사 조건 하에서는 선단면에 적절한 조명을 비추는 것이 어려우나, 본 발명은 동축 조명과 미러에 의해 조명이 선단면에 정반사되는 원리를 이용하므로, 선명한 영상을 얻어, 오염 또는 파손 부위를 정확하게 검출할 수 있다.Further, it is difficult to illuminate the front end surface with proper illumination under the inspection condition in which the tip of the electrode tip is inspected on the basis of the distance between the tips of the upper and lower electrode tips generally set to approximately 30 mm. However, By using the principle of regularly reflecting on the distal end surface, a clear image can be obtained and the contamination or broken part can be accurately detected.

도 1은 스팟 용접건의 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치의 외형 사시도.
도 3은 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치의 사용 상태도로서, 전극팁(2)을 검사 블록(11)의 홀(12,13)에 안착하기 이전의 도면(a)과 전극팁(2)을 검사 블록(11)의 홀(12,13)에 안착한 상태의 도면(b).
도 4는 미러(50)를 회전시키기 위한 이동체(53)를 분리하여 도시한 전극팁 검사장치의 외형 사시도(a)와, 본체(10)를 제거한 상태의 전극팁 검사장치의 사시도(b).
도 5는 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치의 내부 측면도.
도 6은 도 5에서 미러(50)를 시계방향으로 90°회전시킨 상태의 내부 측면도.
도 7은 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치의 내부 상면도.
도 8은 레이저빔이 반투명 미러(31)에 입사될 시의 반사광을 설명하기 위한 도면.
도 9는 카메라(40)로 촬영한 레이저빔 영상의 예시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 용접장치의 구성도.
1 is an illustration of a spot welding gun;
2 is an external perspective view of an electrode tip inspecting apparatus capable of real-time monitoring according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing the state of use of the electrode tip inspecting apparatus capable of real-time monitoring. FIG. 3 is a view showing a state before the electrode tip 2 is placed in the holes 12 and 13 of the inspection block 11, (B) in a state in which it is seated in the holes 12 and 13 of the inspection block 11. Fig.
4 is an external perspective view (a) of the electrode tip inspection apparatus showing the moving body 53 for rotating the mirror 50, and a perspective view (b) of the electrode tip inspection apparatus in a state in which the body 10 is removed.
5 is an internal side view of an electrode tip inspection apparatus capable of real-time monitoring.
FIG. 6 is an inner side view of the mirror 50 rotated clockwise by 90 degrees in FIG.
7 is an internal top view of an electrode tip inspection apparatus capable of real-time monitoring.
8 is a view for explaining reflected light when the laser beam is incident on the translucent mirror 31. Fig.
9 is an exemplary view of a laser beam image photographed by the camera 40. Fig.
10 is a configuration diagram of a welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치의 사시도이다.2 is a perspective view of an electrode tip inspection apparatus capable of real-time monitoring according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시한 전극팁 검사장치의 사용 상태도로서 전극팁을 안착하기 이전의 도면(a)과 전극팁을 안착한 상태의 도면(b)이 도시되어 있다.FIG. 3 is a state view of the electrode tip inspecting apparatus shown in FIG. 2, which shows a state (a) before the electrode tip is seated and a view (b) in which the electrode tip is seated.

도 4는 본체(10)의 내부에 수용된 구성요소 및 미러(50)를 회전시키기 위한 구성요소를 보여주는 도면으로서, 미러(50)를 회전시키기 위한 이동체(53)를 분리하여 도시한 전극팁 검사장치의 외형 사시도(a)와, 본체(10)를 제거한 상태로 도시하여 검사 블록(11)을 포함한 본체(10)의 내부에 수용된 구성요소를 보여주는 사시도(b)가 도시되어 있다.4 is a view showing constituent elements accommodated in the main body 10 and components for rotating the mirror 50. The moving tip 53 for separating the moving body 53 for rotating the mirror 50, And a perspective view (b) showing components housed inside the main body 10 including the inspection block 11 in a state in which the main body 10 is removed.

본 발명에 따른 전극팁 검사장치는 용접건에 상호 마주하게 장착된 한쌍의 전극팁으로 용접모재을 상하에서 가압하며 용접하는 동작처럼 동작시키며 전극팁의 선단을 검사하는 장치로서, 전극팁의 선단면(2a) 직경, 선단 오염 또는 파손, 가압력 및 정렬상태를 검사할 수 있으며, 이를 위해서, 가시광 광원(20), 레이저 광원(30), 카메라(40) 및 구동실린더(60)를 내부공간에 수용하고 검사 블록(11)을 전방으로 돌출되게 일체화한 본체(10)와, 본체(10)에 수용하거나 또는 장착된 구성요소의 동작을 제어하는 컨트롤러(70)를 포함하여 구성된다.The electrode tip inspecting apparatus according to the present invention is an apparatus for inspecting the tip of an electrode tip by operating a pair of electrode tips mounted on a welding gun such that the welding tip presses the welding base material upward and downward, The visible light source 20, the laser light source 30, the camera 40, and the driving cylinder 60 are accommodated in the inner space, and the visible light source 20, the laser light source 30, And a controller 70 for controlling the operation of components accommodated in or mounted on the main body 10. The main body 10 has a body 10 formed integrally with the inspection block 11 so as to protrude forward.

상기 검사 블록(11)은 상하 홀(12, 13)이 서로 연직방향으로 마주하게 조성되고, 내부공간이 본체(10)의 내부공간에 수평방향으로 이어지며, 상하 홀(12, 13) 사이에는 미러(50)가 배치된 구성요소이다.The inspection block 11 is formed such that the upper and lower holes 12 and 13 face each other in the vertical direction and the inner space extends in the horizontal direction in the inner space of the main body 10 and between the upper and lower holes 12 and 13 And is a component in which the mirror 50 is disposed.

여기서, 상하 홀(12, 13)은 용접건(1)에 상호 마주하게 장착된 한쌍의 전극팁(2) 선단의 테두리측을 걸쳐지게 안착하는 홀이며, 전극팁(2)의 선단 중에 적어도 선단면(2a)이 내부공간을 향해 노출되게 한다. 즉, 상부측 전극팁의 선단이 상부 홀(12)에 안착되고 하부측 전극팁의 선단이 상부 홀(13)에 안착되면, 각각의 전극팁(2)에서 선단면(2a)의 테두리측 부위인 호면(2b)의 일부가 홀(12, 13)에 접촉하여 걸리므로, 선단면(2a)끼리는 검사 블록(11)의 내부공간을 통해 상호 마주하게 된다.The upper and lower holes 12 and 13 are holes that come in contact with the edge of a pair of electrode tips 2 mounted on the welding gun 1 so as to face each other, So that the end surface 2a is exposed toward the inner space. That is, when the tip of the upper electrode tip is seated in the upper hole 12 and the tip of the lower electrode tip is seated in the upper hole 13, A part of the entrance surface 2b comes into contact with the holes 12 and 13 so that the front end surfaces 2a face each other through the inner space of the inspection block 11. [

본 발명의 실시예에서는 상하 홀(12, 13)을 가압하며 안착되는 전극팁(2)의 가압력을 측정하기 위해서, 상하 홀(12, 13)은 스트레인게이지(15)를 4개 모퉁이에 개재한 상태로 검사 블록(11)의 상하면에 설치하는 판재(14)에 관통홀 형상으로 형성하고, 전극팁 선단이 안착될 시의 가압력을 스트레인게이지(15)로 측정하게 하였다. 물론, 판재(14)에 형성한 홀(12, 13)의 위치에 맞게 검사 블록(11)에 홀이 조성된다. 여기서, 스트레인게이지(15)로 감지한 가압력은 컨트롤러(70)에 전달되며, 컨트롤러(70)는 판재(14)의 4개 모퉁이에 가해지는 가압력에 따라 판재(14)의 중앙에 조성한 홀(12, 13)에 가압하며 안착되는 전극팁(2)의 가압력을 얻을 수 있게 된다.In the embodiment of the present invention, in order to measure the pressing force of the electrode tip 2 which is seated while pressing the upper and lower holes 12 and 13, the upper and lower holes 12 and 13 are formed by arranging the strain gauge 15 at four corners A through hole was formed in the plate member 14 provided on the upper and lower surfaces of the inspection block 11 and the pressing force at the time when the tip of the electrode tip was seated was measured by the strain gauge 15. Of course, holes are formed in the inspection block 11 in accordance with the positions of the holes 12 and 13 formed in the plate member 14. Here, the pressing force sensed by the strain gauge 15 is transmitted to the controller 70, and the controller 70 controls the pressing force applied to the four corners of the plate material 14 according to the pressing force applied to the four corners of the plate material 14, , 13) of the electrode tip (2) can be obtained.

상기 미러(50)는 상하 홀(12, 13) 사이의 중간에 배치되되, 반사면을 본체(10)의 내부공간을 향하는 방향과 상향 45°및 하향 45°로 경사지게 조절하도록 회전축(51)에 의해 회전 가능하게 배치된다.The mirror 50 is disposed in the middle between the upper and lower holes 12 and 13 so that the mirror 50 is inclined at 45 degrees upward and 45 degrees upward from the direction facing the inner space of the main body 10 As shown in Fig.

상기 미러(50)는 다음과 같이 구동실린더(60)에 의해서 회전한다.The mirror 50 is rotated by the driving cylinder 60 as follows.

검사 블록(11)의 측면에는 구동실린더(60)에 의해 전후진하는 이동체(53)가 장착되고, 이동체(53)의 전방 단부에는 검사 블록(11)의 측면에 조성한 리밋용 홀(52)을 관통한 후 미러(50)의 일측면(미러를 고정하고 회전축을 설치하여 회전 가능한 블록의 일측면)에 조성한 핀 홀(55)에 여유있게 끼워지는 연결핀(54)이 마련된다. A moving body 53 moving forward and backward is mounted on a side surface of the inspection block 11 by a driving cylinder 60. A limit hole 52 formed on the side surface of the inspection block 11 is formed at the front end of the moving body 53 A connecting pin 54 is provided which fits in the pin hole 55 formed at one side of the mirror 50 (the one side of the rotatable block by fixing the mirror and providing the rotating shaft).

여기서, 리밋용 홀(52)은 상기 미러(50)의 회전범위를 상향 45°와 하향 45°사이의 범위로 제한하도록 전후방향으로 길게 조성한 홀이다. 그리고, 핀 홀(55)은 회전축(51)보다는 아래 또는 위에 조성하고 연결핀(54)의 직경보다 상하로 길게 형성하여 전후진 운동으로 미리(50)를 회전시킬 수 있게 한다. Here, the limit hole 52 is a hole formed long in the front-rear direction so as to restrict the range of rotation of the mirror 50 to a range between 45 ° upward and 45 ° downward. The pin hole 55 is formed below or above the rotating shaft 51 and is formed to be longer than the diameter of the connecting pin 54 so that the pin hole 55 can be rotated in advance by forward and backward movement.

구동실린더(60)는 예를 들면 공압실린더나 아니면 유압실린더로 구성할 수 있다.The drive cylinder 60 may be constructed of, for example, a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder.

이와 같이 구성함으로써, 구동실린더(60)를 가동시켜 연결핀(54)을 리밋용 홀(52)의 일측 단부에 걸리게 한 후 리밋용 홀(52)의 타측 단부에 걸리게 하면, 상기 미러(50)는 본체(10)의 내부공간을 바라보는 방향과 상향 45°의 각도로 기울어진 후 하향 45°의 각도로 기울어지게 된다. When the driving cylinder 60 is operated to engage the connection pin 54 at one end of the limit hole 52 and then to the other end of the limit hole 52, Is tilted at an angle of 45 ° upward from the direction of looking at the inner space of the main body 10, and then tilted at an angle of 45 ° downward.

이에, 상부 홀(12)에 안착되는 전극팁 선단의 영상과 하부 홀(13)에 안착되는 전극팁 선단의 영상은 번갈아가며 상기 미러(50)에 반사되어 상하 홀 사이를 잇는 연직선과 직교하는 본체(10) 내부공간을 향해 입사된다. 여기서, 상기 미러(50)에 의한 반사에 따르면, 입사각이 45°이고 반사각이 45°로 되어, 입사광의 축과 반사광의 축 사이의 사잇각은 90°로 된다.The image of the tip of the electrode tip that is seated in the upper hole 12 and the image of the tip of the electrode tip that is seated in the lower hole 13 are alternately reflected by the mirror 50 to be perpendicular to the vertical line connecting the upper and lower holes. (Not shown). Here, according to the reflection by the mirror 50, the angle of incidence is 45 ° and the angle of reflection is 45 °, and the angle between the axis of the incident light and the axis of the reflected light becomes 90 °.

본체(10)의 내부공간에 수용되는 가시광 광원(20), 레이저 광원(30) 및 카메라(40)에 대해서는, 도 4와 하기의 도 5,6,7를 참조하며 설명한다.The visible light source 20, the laser light source 30 and the camera 40 accommodated in the inner space of the main body 10 will be described with reference to FIG. 4 and FIGS.

도 5 및 도 6은 전극팁 검사장치의 내부 측면도로서, 도 5는 미러(50)를 상향 45°로 회전시킨 상태의 도면이고, 도 6은 도 5에 도시한 상태에서 미러(50)를 시계방향으로 90°회전시켜 하향 45°방향을 향하게 한 도면이다. 도 7은 전극팁 검사장치의 내부 상면도이다.5 and 6 are internal side views of the electrode tip inspecting apparatus. FIG. 5 is a view showing the mirror 50 rotated upward by 45 degrees. FIG. 6 is a view showing the mirror 50 in a state shown in FIG. Direction and turned toward the downward direction at 45 [deg.]. 7 is an internal top view of the electrode tip inspection apparatus.

상기 카메라(40)는 수광 축(카메라에 입사되는 광의 축)이 상하 홀(12, 13) 사이를 잇는 연직선과 직교하게 본체(10)에 수용되어서, 미러(50)에 의해 90°로 꺽여 입사되는 전극팁 선단의 영상을 촬영한다.The camera 40 is accommodated in the main body 10 perpendicularly to the vertical line connecting the light receiving shafts (axes of light incident on the camera) between the upper and lower holes 12 and 13 and is bent at 90 degrees by the mirror 50, The tip of the electrode tip is photographed.

상기 가시광 광원(20)은 상하 홀(12, 13) 사이의 중간을 향해 가시광을 조사하므로, 가시광은 미러(50)에 반사된 후 전극팁 선단을 조명한다. 이와 같이 조명함으로써, 전극팁 선단의 영상이 미러(50)에 반사되어 카메라(40)에 의해 선명하게 촬상된다.Since the visible light source 20 irradiates visible light toward the middle between the upper and lower holes 12 and 13, the visible light is reflected by the mirror 50 and illuminates the tip of the electrode tip. By such illumination, the image of the tip of the electrode tip is reflected by the mirror 50 and picked up clearly by the camera 40.

본 발명의 실시예에서는 카메라(40)에 촬영되는 영상의 광축(수광 축)과 45°기울어지게 한 하프 미러(21, half mirror)를 설치하여 하프 미러(21)의 반사면의 법선과 카메라(40)의 수광축이 45°사잇각을 갖게 하고, 가시광 광원(20)이 일측방향에서 하프 미러(21)를 향해 45°입사각으로 조사하게 함으로써, 미러(50)을 향해 조사하는 가시광의 광축과, 미러(50)에 반사되어 카메라(40)에 촬영되는 가시광 영상의 광축을 동축으로 하는 동축 조명을 적용한다. 즉, 상기 하프 미러(21)에 의해서 전극팁 선단을 조명하기 위한 광학계와 전극팁 선단을 촬영하기 위한 광학계의 광축이 동일하게 된다.In the embodiment of the present invention, a half mirror 21 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of the image captured by the camera 40, so that the normal line of the reflection surface of the half mirror 21, 40 and the visible light source 20 are irradiated from the one direction toward the half mirror 21 at an incident angle of 45 degrees so that the optical axis of the visible light irradiated toward the mirror 50, Coaxial illumination coaxial to the optical axis of the visible light image reflected by the mirror 50 and captured by the camera 40 is applied. That is, the optical axis of the optical system for illuminating the tip of the electrode tip by the half mirror 21 and the optical system for photographing the tip of the electrode tip are the same.

이와 같이 동축 조명을 적용함으로써, 전극팁 선단에서 평평한 표면에 반사되는 빛은 정반사되어 카메라(40)에 밝게 촬상되고, 흠집이 있거나 오염된 부위의 경계선 및 에지(Edge)는 난반사되어 카메라(40)에 어둡게 촬상되므로, 흠집, 오염부위 및 에지를 선명하게 인지할 수 있는 가시광 영상을 얻을 수 있다. 또한, 동축 조명을 적용함으로써 선명한 가시광 영상을 얻기 위한 가시광 광원(20)을 간소화하여 협소한 공간에 설치할 수 있고, 이에, 본체(10)를 작게 제작할 수 있는 이점을 갖는다.By applying the coaxial illumination as described above, the light reflected on the flat surface at the tip of the electrode tip is regularly reflected and picked up brightly on the camera 40, and the boundaries and edges of the scratched or contaminated portions are irregularly reflected, So that it is possible to obtain a visible light image that can clearly recognize flaws, contaminated portions and edges. In addition, by applying coaxial illumination, the visible light source 20 for obtaining a clear visible light image can be simplified and installed in a narrow space, and the body 10 can be made small.

상기 레이저 광원(30)은 상하 홀(12, 13) 사이의 중간을 향해 레이저빔을 방사하여, 방사한 레이저빔이 미러(50)에 반사된 후 전극팁 선단을 조사하게 한다. 이에, 전극팁 선단에 반사된 레이저빔이 미러(50)에 반사된 후 카메라(40)에 촬상된다.The laser light source 30 emits a laser beam toward the middle between the upper and lower holes 12 and 13 so that the emitted laser beam is reflected by the mirror 50 and then irradiated to the tip of the electrode tip. Thus, the laser beam reflected at the tip of the electrode tip is reflected by the mirror 50, and is then picked up by the camera 40.

즉, 본 발명에 따르면, 상기 미러(50)는 가시광 광원(20)의 가시광 및 레이저 광원(30)의 레이저빔을 반사시켜 전극팁 선단에 조사되게 하고, 전극팁 선단에 반사된 가시광 및 레이저빔을 반사시켜 카메라(40)에 촬상되게 함으로써, 전극팁 선단에 대한 가시광 영상과 레이저빔 영상을 얻을 수 있다.That is, according to the present invention, the mirror 50 reflects the visible light of the visible light source 20 and the laser beam of the laser light source 30 so as to irradiate the tip of the electrode tip, So that a visible light image and a laser beam image with respect to the tip of the electrode tip can be obtained.

상기 레이저 광원(30)은 레이저빔을 이용한 광삼각법(optical triangulation method)에 의해 전극팁 선단의 형상을 검출함으로써 전극팁 선단면(2a)의 직경을 얻기 위한 것으로서, 카메라(40)를 구성하는 광학계의 광축(카메라로 촬영하는 영상의 광축)에서 벗어난 위치에서 상기 미러(50)를 향해 조사하므로, 전극팁 선단 중에 선단면(2a)에 입사되는 레이저빔의 입사각과 전극팁 선단면(2a)에 반사되는 레이저빔의 반사각 사이에 '0'이 아닌 사잇각이 존재하게 된다. The laser light source 30 is for obtaining the diameter of the electrode tip end surface 2a by detecting the tip shape of the electrode tip by an optical triangulation method using a laser beam, The incident angle of the laser beam incident on the tip end 2a of the tip of the electrode tip and the angle of incidence of the laser beam incident on the tip end 2a of the electrode tip There is an angle other than '0' between the reflection angle of the reflected laser beam.

광삼각법을 이용한 3차원 형상측정 방식의 기본적인 기술은 측정 대상물에 입사되는 광과 반사되는 광 사이에 사잇각이 있게 하여, 표면의 높낮이에 따라 수광계의 촬상면에 맺히는 상의 위치가 바뀌게 되는 것을 이용한다.The basic technique of the three-dimensional shape measuring method using the photon trigonometry is to use an angle between an incident light and a reflected light on an object to be measured and change the position of the image formed on the imaging surface of the light receiving system according to the height of the surface.

이에, 상기한 바와 같이 레이저빔을 조사함으로써, 전극팁의 선단에서 선단면과 선단면에 이어지는 호면 사이의 경계를 선명하게 구분할 수 있는 영상을 얻을 수 있다.By irradiating a laser beam as described above, it is possible to obtain an image that can clearly distinguish the boundary between the leading end face and the leading end face of the electrode tip at the tip of the electrode tip.

본 발명의 실시예에서는 상기 레이저빔을 라인빔(또는 슬릿빔)으로 하였다. In the embodiment of the present invention, the laser beam is a line beam (or a slit beam).

그런데, 하나의 라인빔을 사용하는 경우, 라인빔이 전극팁 선단면(2a)의 중심을 정확하게 지나가게 조사하여야 하므로, 라인빔의 조사방향에 대한 교정(calibration)을 정밀하게 수행하여야 하는 어려움이 있고, 교정을 정밀하게 수행한 이후 실제 사용하는 중에도 오차가 발생할 수도 있다. 또한, 전극팁 선단면의 직경을 얻기 위해 십자형 레이저빔을 조사하거나 또는 2개의 레이저 광원(30)을 사용하는 경우 본체(10)의 부피 증가가 수반된다.However, in the case of using one line beam, since the line beam must be irradiated so as to pass through the center of the electrode tip end surface 2a precisely, it is difficult to precisely calibrate the irradiation direction of the line beam After correcting calibration, errors may occur even during actual use. In addition, when the cross-shaped laser beam is irradiated to obtain the diameter of the electrode tip end face, or when the two laser light sources 30 are used, the volume of the main body 10 is increased.

이에, 본 발명에서는 상기 레이저 광원(30)에서 하나의 라인빔을 조사하되, 미러(50)에 반사되어 전극팁 선단에 조사되는 라인빔은 2개의 평행한 라인빔으로 되게 한다.Accordingly, in the present invention, one line beam is irradiated from the laser light source 30, and the line beam irradiated on the tip of the electrode tip reflected by the mirror 50 becomes two parallel line beams.

이를 위해서, 카메라(40)의 수광 축에 설치한 하프 미러(21)의 일측 근방에 반투명 미러(31, semitransparent mirror)를 배치하고, 하나의 레이저 광원(30)으로부터 방사되는 하나의 레이저빔을 반투명 미러(31)에 비스듬히 조사되게 한 후 반투명 미러(31)에 반사되어 상기 미러(50)를 향하게 하였다. To this end, a semitransparent mirror (31) is disposed near one side of the half mirror (21) provided on the light receiving axis of the camera (40), and one laser beam emitted from one laser light source (30) So that the mirror 31 is obliquely irradiated and then reflected by the semitransparent mirror 31 to face the mirror 50.

반투명 미러(31)는 빛이 입사되는 전면 및 배면측에서 각각 가시적으로 충분히 인지할 수 있는 반사광이 발생하는 특성을 갖고 있으며, 전면 및 배면측에서의 반사율이 거의 같게 제작하기도 한다.The semitransparent mirror 31 has characteristics such that reflected light which can be visually perceived visually on the front and rear sides of the light incident is generated, and the reflectance on the front side and the back side is made almost equal.

도 8에 도시한 바와 같이, 이러한 반투명 미러(31)에 레이저 입사광(Li)을 θ의 각도로 비스듬히 입사시키면, 전면에서 반사되는 반사광(Lo1)이 존재하고, 입사광(Li)이 투과한 후 배면측에서 반사되는 반사광(Lo2)도 존재하게 되어, 2개의 반사광(Lo1,Lo2)으로 반사된다. 그리고, 레이저 라인빔을 입사시키는 경우는 2개의 평행한 라인빔으로 반사된다.As shown in Figure 8, this semi-transparent when the mirror 31 the laser incident light (L i) in an angle incident to the angle θ, there is a reflection light (L o1) which is reflected from the front, and the incident light (L i) is transmitted The reflected light L o2 reflected by the back side is also present and is reflected by the two reflected lights L o1 and L o2 . When a laser line beam is incident, it is reflected by two parallel line beams.

이에, 2개의 평행한 라인빔이 상기 미러(50)에 반사되어 전극팁 선단에 조사되므로, 카메라(40)에 촬영된 레이저빔 영상에도 2개의 라인빔이 존재한다. 물론, 평행한 2개의 라인빔은 전극팁 선단면(2a)을 지나가도록 레이저 광원(30)의 라인빔 조사 방향 또는 반투명 미러(31)의 입사각 및 반사각을 조절해야 한다.Since two parallel line beams are reflected by the mirror 50 and irradiated to the tip of the electrode tips, two line beams are also present in the laser beam image photographed by the camera 40. [ Of course, the two parallel line beams must control the line beam irradiation direction of the laser light source 30 or the incident angle and the reflection angle of the translucent mirror 31 so as to pass the electrode tip end face 2a.

도 9는 카메라(40)로 촬영된 레이저빔 영상의 예시로서, 컨트롤러(70)는 레이저빔 영상에서 전극팁 선단면(2a)의 테두리(호면 2b와의 경계)에서 꺾이는 2개의 라인빔(L)을 검출하여 꺾인 4개의 포인트(P)를 획득함으로써, 4개의 포인트(P)에 의해 형성되는 원의 직경을 산정한다. 이때의 원은 전극팁 선단면(2a)의 테두리 윤곽에 해당되므로, 원의 직경이 전극팁 선단면(2a)의 직경이 된다. 9 shows an example of a laser beam image photographed by the camera 40. The controller 70 detects two line beams L that are bent at the edge of the electrode tip end surface 2a in the laser beam image (boundary with the arc surface 2b) To obtain four broken points (P), thereby calculating the diameter of the circle formed by the four points (P). Since the circle at this time corresponds to the outline of the edge of the electrode tip end 2a, the diameter of the circle becomes the diameter of the electrode tip end 2a.

도 9에 예시한 영상에서도 알 수 있듯이, 전극팁 선단면(2a)의 법선 방향과 소정의 각을 이루는 방향으로 라인빔을 조사하여야만, 카메라(40)에 촬영되는 전극팁 선단의 영상에서 선단면(2a)과 호면(2b) 사이의 경계에서 꺾이는 라이빔의 이미지를 얻을 수 있다.9, it is only necessary to irradiate the line beam at a predetermined angle with respect to the normal direction of the electrode tip end surface 2a. Therefore, in the image of the tip of the electrode tip taken by the camera 40, It is possible to obtain an image of a lyme beam bent at the boundary between the surface 2a and the surface 2b.

이와 같이, 미러(50) 및 하프 미러(21)를 배치하여 동축 조명에 의해 가시광을 전극팁 선단면에 정반사시켜 촬영하므로, 선명하게 촬영되는 영상을 이용하여 전극팁 선단의 오염 또는 파손 부위를 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 하나의 라인빔을 방사하는 레이저 광원(30) 및 하나의 라인빔 입사에 대해 2개의 라인빔으로 반사하는 반투명 미러(31)를 이용하여 광삼각법으로 전극팁 선단면을 검출하므로 전극팁 선단면의 직경을 정밀한 값으로 얻을 수 있다.Since the mirror 50 and the half mirror 21 are disposed and the visible light is regularly reflected on the end face of the electrode tip by the coaxial illumination, the contaminated or damaged portion of the tip of the electrode tip can be precisely Can be detected. In addition, since the electrode tip line section is detected by the photo-trigonometric method using the laser light source 30 that emits one line beam and the semitransparent mirror 31 that reflects two line beams to one line beam incident, The diameter of the cross section can be obtained with a precise value.

더불어, 상하 전극팁의 거리를 일반적으로 대략 30mm로 정한 기준을 맞추며 전극팁의 선단을 검사하여야 하는 검사 조건 하에서는 선단면에 적절한 조명을 비추는 것이 어려우나, 본 발명은 전극팁을 안착하는 검사 블록(11)의 내부에 상기 미러(50)를 배치하여 동축 조명으로 조명 및 촬영하므로, 검사 조건을 충분히 만족하도록 슬림화 구조로 구성 가능하다. 이에, 본 발명은 용접건을 이용하여 용접공정을 수행하는 용접로봇의 활동에 간섭을 주지 않게 용접 현장에 투입 사용할 수 있다.In addition, it is difficult to illuminate the front end surface with proper illumination under the inspection condition in which the tip of the electrode tip is inspected while adjusting the distance between the upper and lower electrode tips to be approximately 30 mm. However, , The mirror 50 is arranged and illuminated and photographed by coaxial illumination, so that it can be configured as a slimmer structure so as to sufficiently satisfy inspection conditions. Accordingly, the present invention can be applied to the welding site without interfering with the operation of the welding robot performing the welding process using the welding gun.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명은 컨트롤러(70)에 의해 제어되어 전극팁의 정렬상태, 전극팁의 가압력, 전극팁 선단의 오염/파손 및 전극팁 선단면의 직경을 검사한다.The present invention configured as described above is controlled by the controller 70 to check the alignment of the electrode tips, the pressing force of the electrode tips, the contamination / breakage of the tip of the electrode tips, and the diameter of the electrode tip end surface.

먼저, 용접로봇에 의해 용접건(1)이 거동하여 한쌍의 전극팁(2) 선단을 검사 블록(11)의 상하 홀(12, 13)에 맞춘 후, 한쌍의 전극팁(2)을 상호 마주하는 방향으로 이동시켜 상하 홀(12, 13)에 안착시키며, 컨트롤러(70)는 용접건(1)의 동작에 연동하여 다음과 같은 순서로 동작한다. First, the welding gun 1 is moved by the welding robot to align the tips of the pair of electrode tips 2 with the upper and lower holes 12 and 13 of the inspection block 11, The controller 70 operates in the following sequence in conjunction with the operation of the welding gun 1. The controller 70 operates in the following sequence.

컨트롤러(70)는 전극팁 선단이 홀(12, 13)에 안착하기 이전에 상기 미러를 회전지키며 양측 전극팁 선단의 가시광 영상을 획득하도록 구동실린더(60) 및 카메라(40)를 제어한다. 이때, 전극팁 선단은 홀(12, 13)을 통해 촬영되며, 가시광 광원(20)으로 가시광을 조사할 수도 있다. The controller 70 controls the drive cylinder 60 and the camera 40 so as to obtain a visible light image of both electrode tip ends while keeping the mirror rotated before the tip of the electrode tip lands on the holes 12 and 13. At this time, the tip of the electrode tip is photographed through the holes 12 and 13, and visible light can be irradiated to the visible light source 20.

그리고, 컨트롤러(70)는 안착하기 이전에 획득한 상하 전극팁에 대한 가시광 영상으로부터 전극팁 선단면을 정면으로 바라본 전체 윤곽 형상 및 중심점 위치를 검출함으로써, 정렬상태를 검사한다. 즉, 윤곽의 형상으로부터 전극팁의 기울어진 각도를 검출할 수 있고 정확한 원을 이루면 기울어지지 아니한 것으로 검출할 수 있으므로, 기울어진 각도가 기준 설정값을 초과할 시에 불량으로 판정한다. 또한, 전극팁(2)으로 용접할 시의 전극팁(2)의 원점에 대한 불량여부도 중심점 위치로부터 판정할 수 있고, 상하 전극팁(2)의 중심축 간에 어긋난 정도를 검출하여 이에 대한 불량여부도 판정할 수 있다.Then, the controller 70 checks the alignment state by detecting the entire contour shape and the center point position of the electrode tip end face viewed from the front side, from the visible light image of the upper and lower electrode tip obtained before seating. That is, since it is possible to detect the inclined angle of the electrode tip from the shape of the contour and to detect that the electrode tip is not inclined when an accurate circle is formed, it is judged as defective when the inclined angle exceeds the reference set value. It is also possible to determine from the center point position whether or not the electrode tip 2 is defective with respect to the origin at the time of welding with the electrode tip 2. The degree of deviation between the center axes of the upper and lower electrode tips 2 is detected, Can also be determined.

다음으로, 컨트롤러(70)는 전극팁(2)의 선단이 상하 홀(12, 13)에 안착될 시에 스트레인게이지(15)로 검출되는 가압력이 기준 설정값을 만족하지 아니하면 불량으로 판정한다.Next, the controller 70 determines that the electrode tip 2 is defective if the pressing force detected by the strain gauge 15 does not satisfy the reference set value when the tip of the electrode tip 2 is seated in the upper and lower holes 12, 13 .

다음으로, 컨트롤러(70)는 상부 홀(12)에 안착한 전극팁 선단을 가시광 및 레이저빔으로 조사하며 촬상하는 동작과, 하부 홀(13)에 안착한 전극팁 선단에 가시광 및 레이저빔을 조사하며 촬상하는 동작을 순차적으로 수행하도록 가시광 광원(20), 레이저 광원(20), 카메라(40) 및 구동실린더(60)를 제어하여서, 한쌍의 전극팁에 대해 각각 가시광 영상 및 레이저빔 영상을 카메라(40)를 통해 전달받는다. Next, the controller 70 performs an operation of irradiating the tip of the electrode tip seated in the upper hole 12 with visible light and a laser beam, and irradiating the tip of the electrode tip, which is seated in the lower hole 13, with visible light and a laser beam, The laser light source 20, the camera 40 and the driving cylinder 60 are controlled so that the visible light image and the laser beam image are respectively directed to the pair of electrode tips to the camera 40 ).

그리고, 컨트롤러(70)은 전극팁 선단의 오염 및 파손 부위를 가시광 영상으로부터 검출하여 오염 및 파손에 따른 불량여부를 판정하고, 전극팁 선단면(2a) 직경의 크기를 레이저빔 영상으로 검출하여 선단면(2a) 직경 크기의 적정여부를 판정한다.The controller 70 detects the contamination and breakage of the tip of the electrode tip from the visible light image to judge whether or not there is a defect due to contamination or breakage and detects the size of the diameter of the electrode tip end 2a as a laser beam image, It is judged whether or not the size of the cross-sectional surface 2a is proper.

여기서, 각각의 전극팁 선단에 대해 가시광 및 레이저빔을 시간 간격을 두고 조사하여 가시광 영상 및 레이저빔 영상을 순차적으로 얻는 방식이 가능하다.Here, it is possible to obtain a visible light image and a laser beam image sequentially by irradiating the tip of each electrode tip with visible light and a laser beam at time intervals.

또한, 각각의 전극팁 선단에 대해 가시광 및 레이저빔을 동시에 조사하며 촬영함으로써 하나의 가시광 영상 및 레이저빔 영상을 하나의 영상으로 얻은 후 불량여부를 판정하는 것도 가능하다. 이 경우, 컨트롤러(70)는 가시광 영상에 레이저빔 영상이 겹쳐진 영상을 얻게 되므로, 레이저빔 영상의 판독으로 얻게 되는 선단면(2a)과 호면(2b)의 구획 정보에 근거하여 오염 또는 파손 부위를 선단면(2a)과 호면(2b)의 위치별로 구분하여 검사할 수 있다.It is also possible to obtain a single visible light image and a laser beam image, and judge whether or not the single visible light image and the laser beam image are defective by irradiating the tip of each electrode tip with visible light and a laser beam simultaneously. In this case, since the controller 70 obtains the image in which the laser beam image is superimposed on the visible light image, the controller 70 determines the contamination or the damaged portion based on the segment information of the front end surface 2a and the arc surface 2b obtained by reading the laser beam image It can be examined separately by the position of the front end face 2a and the face 2b.

한편, 본 발명에 따른 전극팁 검사장치는 용접장치와의 연계동작을 위해 용접 컨트롤러와의 통신을 위한 통신포트를 구비하여서, 용접장치의 일 구성원으로 동작한다.Meanwhile, the electrode tip inspection apparatus according to the present invention includes a communication port for communication with the welding controller for operation with the welding apparatus, and operates as a member of the welding apparatus.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 용접장치의 구성도이다.10 is a configuration diagram of a welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

용접장치는 용접건(1)을 암(3')에 장착된 용접로봇(3)과, 용접 전류를 용접건의 전극에 공급하는 전류 공급장치(6)와, 전극 온도의 조절을 위한 냉각수 공급장치(7)와, 전극팁(2)의 연마를 위한 팁드레서(5)와, 용접로봇(1) 및 용접건(2)의 동작, 용접 전류의 공급, 냉각수의 순환, 전극팁 연마 등 용접공정 전반을 제어하는 용접 컨트롤러(4)와, 용접 전압, 용접 전류, 용접시 가압력, 전극 온도 또는 용접 상태를 포함하는 용접 모니터링 데이터를 용접 컨트롤러(4)를 통해 수집하여 실시간 모니터링하며 용접 공정 및 용접 품질을 관리하는 용접 모니터링 장치(8)를 주지의 기술 구성요소로서 포함하여 구성된다.The welding apparatus includes a welding robot 1, a welding robot 3 mounted on the arm 3 ', a current supply device 6 for supplying a welding current to the electrode of the welding gun, a cooling water supply device The welding robot 1 and the welding gun 2, the supply of the welding current, the circulation of the cooling water, the electrode tip polishing, etc., the welding process (welding process) A welding controller 4 for controlling the welding process, a welding controller 4 for controlling the welding process, a welding controller 4 for controlling the welding process, welding pressure, welding pressure, welding temperature, As a well-known technical component.

본 발명에 따른 용접장치는 용접 컨트롤러(4)와 통신하게 결합되는 전극팁 검사장치를 더욱 포함하며, 이하, 전극팁 검사장치의 포함에 따라 주지의 기술 구성요소와 차이나게 되는 점을 설명한다.The welding apparatus according to the present invention further includes an electrode tip inspecting apparatus which is connected to communicate with the welding controller 4. Hereinafter, it will be explained that the difference from the known technical constituents is included according to the inclusion of the electrode tip inspecting apparatus.

전극팁 검사장치에 의한 검사 타이밍을 용접 컨트롤러(4)에 셋팅할 수 있게 된다.It is possible to set the inspection timing by the electrode tip inspecting apparatus to the welding controller 4.

이에, 전극팁 검사장치는 용접 컨트롤러(4)의 제어에 따라 용접 컨트롤러(4)에 셋팅된 검사 타이밍에 맞춰 전극팁(2)이 검사 블록(11)으로 이동될 시에 검사 동작을 수행하고, 불량 여부 판정 결과, 오염 또는 파손 부위, 선단면 직경 및 가압력 크기를 포함한 검사 결과를 통신포트를 통해 용접 컨트롤러(4)에 전달하여 전극팁 관리를 위한 동작(연마 동작)에 반영되게 하고, 검사 결과를 용접 모니터링장치(8)에 전달되게 하여 기록관리되게 하며, 최적의 공정관리를 위한 자료로서 활용되게 한다.The electrode tip inspecting apparatus performs inspection operation when the electrode tip 2 is moved to the inspection block 11 in accordance with the inspection timing set in the welding controller 4 under the control of the welding controller 4, The result of the inspection including the contamination or damage portion, the diameter of the front end face, and the size of the pressing force is transmitted to the welding controller 4 via the communication port to be reflected in the operation for the electrode tip management (polishing operation) To be transferred to the welding monitoring device 8 to be recorded and managed, and utilized as data for optimum process control.

상세하게 설명하면, 상기한 검사 타이밍은 전극팁을 팁드레서로 연마한 이후, 용접 대기 시간, 또는 미리 설정한 소정 횟수의 용접을 수행한 이후로 셋팅된다.Specifically, the inspection timing is set after the electrode tip is polished with the tip dresser, after the welding standby time, or after the predetermined number of times of welding has been performed.

그리고, 검사 타이밍에 맞춰 동작함에 따라 얻는 검사 결과는 통신포트를 통해 용접 컨트롤러(4)에 전달되며, 이에 용접 컨트롤러(4)는 검사 결과에 따라 다음과 같이 이후의 제어동작을 결정하여 수행한다. Then, the inspection result obtained by operating in accordance with the inspection timing is transmitted to the welding controller 4 through the communication port, and the welding controller 4 determines and performs the following control operation according to the inspection result as follows.

용접 컨트롤러(4)는 연마 이후의 검사 결과에서, 연마상태가 적정하다고 판정될 시에 전극팁을 이용한 용접공정을 수행하고, 오염 또는 파손 부위가 검출되거나 선단면의 직경이 기준 설정값에서 벗어난 것으로 판정될 시에 팁드레서(5)로 재연마하도록 제어한다.The welding controller 4 performs a welding process using an electrode tip when it is determined that the polishing condition is appropriate in the inspection result after polishing and when a contamination or breakage portion is detected or the diameter of the front end face is deviated from the reference setting value And controls the tip dresser 5 to repeat the process when it is determined.

용접 컨트롤러(4)는 용접공정을 수행하는 중 용접 대기 시간 또는 미리 설정한 소정 횟수 용접한 이후의 검사 결과에서, 전극팁 선단의 상태가 적합하지 아니하다고 판정될 시에 팁드레서(5)로 연마한 후 재검사하게 제어하며, 적합하다고 판정될 시에는 연마하지 아니하고 용접 공정을 수행한다. When the state of the tip of the electrode tip is judged not to be appropriate in the inspection results after the welding standby time or the predetermined number of times of welding during the welding process, the welding controller 4 performs polishing with the tip dresser 5 And if it is judged to be suitable, the welding process is carried out without grinding.

또한, 용접 컨트롤러(4)는 검사 결과에서, 전극팁의 정렬상태가 불량한 것으로 판정되면 작업자가 정렬 불량상태를 인지하도록 예를 들어 알람을 발령한다.Further, in the inspection result, if it is determined that the alignment state of the electrode tip is poor, the welding controller 4 issues an alarm, for example, to recognize the alignment misfit state.

그리고, 검사 결과를 용접 모니터링장치(8)에 실시간 전달함으로써, 용접모니터링장치(8)는 전달받은 검사 결과를 실시간 모니터링하면서 이력 관리하고, 용접 모니터링 데이터와 검사 결과 사이의 상관관계 분석을 수행하여 최적의 연마주기 설정, 용접품질 관리, 불량 추적, 전극소모 관리 등의 공정관리를 위한 자료를 생성하고, 생성한 자료를 공정관리에 활용되게 한다.By transmitting the inspection result to the welding monitoring device 8 in real time, the welding monitoring device 8 performs history management while real-time monitoring of the received inspection result, analyzes the correlation between the welding monitoring data and the inspection result, , Which is used for process control such as polishing cycle setting, welding quality control, defect tracking, and electrode consumption management, and uses the generated data for process control.

즉, 반복 용접에 따른 전극팁의 상태 변동을 파악하여 연마주기를 재설정하고, 전극팁의 상태를 용접 모니터링 데이터에 매칭시켜 용접품질을 보증하고, 용접불량이 발생한 원인의 추적을 위해 전극팁의 상태를 활용하며, 용접공정에 따른 전극팁의 소모 정도를 파악하여서, 공정관리에 활용할 수 있다.In other words, by grasping the state change of the electrode tip due to repeated welding, the polishing cycle is reset, the state of the electrode tip is matched with the welding monitoring data to assure the welding quality, and the state of the electrode tip And the degree of consumption of the electrode tip according to the welding process can be grasped and utilized for process control.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, . ≪ / RTI > Accordingly, such modifications are deemed to be within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

1 : 용접건 1a : 생크
2 : 전극팁 2a : 선단면 2b : 호면
10 : 본체 11 : 검사 블록
12 : 상부 홀 13 : 하부 홀 14 : 판재
15 : 스트레인게이지
20 : 가시광 광원 21 : 하프 미러
30 : 레이저 광원 31 : 반투명 미러
40 : 카메라
50 : 미러 51 : 회전축 52 : 리밋용 홀
53 : 이동체 54 : 연결핀 55 : 핀 홀
60 : 구동실린더
70 : 컨트롤러
1: welding gun 1a: shank
2: electrode tip 2a: distal end surface 2b:
10: main body 11: inspection block
12: upper hole 13: lower hole 14: plate material
15: Strain gauge
20: visible light source 21: half mirror
30: laser light source 31: translucent mirror
40: camera
50: Mirror 51: Rotation shaft 52: Limit hole
53: moving body 54: connecting pin 55: pin hole
60: drive cylinder
70: controller

Claims (9)

용접건에 상호 마주하게 장착된 한쌍의 전극팁을 선단의 테두리측을 상하 홀에 걸쳐지게 안착하여 적어도 전극팁의 선단면이 내부를 바라보게 한 본체;
수광 축이 상하 홀 사이를 잇는 연직선과 직교하게 본체의 내부에 수용한 카메라;
상하 홀 사이를 향해 가시광을 조사하는 가시광 광원;
상하 홀 사이를 향해 레이저빔을 조사하는 레이저 광원;
상하 홀 사이에 배치되어 가시광 및 레이저빔을 상하 홀에 안착된 전극팁 선단에 조사되도록 반사하고, 전극팁 선단의 영상을 반사하여 카메라에 촬상되게 하는 미러;
카메라로 촬상된 영상 중에 가시광 영상으로부터 전극팁 선단의 오염 또는 파손 부위를 검출하고, 레이저빔 영상으로부터 전극팁 선단면의 직경을 검출하여, 전극팁 선단의 불량여부를 판정하는 컨트롤러;
를 포함하여 구성되되,
상기 레이저 광원은 라인빔을 조사하고,
상기 컨트롤러는 카메라로 촬영된 레이저빔 영상으로부터 광삼각법에 의해 전극팁 선단면의 직경을 검출함을 특징으로 하는 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치.
A pair of electrode tips mounted on the welding gun so as to face each other so as to face the edge of the tip over the upper and lower holes so that at least the tip end of the electrode tip looks inside;
A camera which is housed in the main body of the main body orthogonal to the vertical line connecting the light receiving axes between the upper and lower holes;
A visible light source that irradiates visible light between the upper and lower holes;
A laser light source for irradiating a laser beam between the upper and lower holes;
A mirror disposed between the upper and lower holes to reflect the visible light and the laser beam so as to be irradiated to the tip of the electrode tip seated in the upper and lower holes and to reflect the image of the tip of the electrode tip to be imaged by the camera;
A controller that detects contamination or breakage of the tip of the electrode tip from the visible light image among the images captured by the camera, detects the diameter of the electrode tip end face from the laser beam image, and determines whether or not the tip of the electrode tip is defective;
, ≪ / RTI >
The laser light source irradiates a line beam,
Wherein the controller detects the diameter of a cross section of an electrode tip from a laser beam image photographed by a camera using a photon triangulation method.
제 1항에 있어서,
상기 미러는 회전 가능하게 설치된 하나의 미러로 구성되어 상하 홀 방향의 영상을 교대로 카메라에 촬상되게 함을 특징으로 하는 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치.
The method according to claim 1,
Wherein the mirror is constituted by a single rotatably mounted mirror so that images in the up and down direction are picked up alternately in the camera.
제 2항에 있어서,
상기 카메라의 수광 축 상에 하프 미러를 장착하고 상기 가시광 광원의 가시광을 하프 미러에 반사시켜 상기 미러를 향해 조사되게 하여서, 가시광의 광축과 상기 카메라의 수광 축을 일치시키는 동축 조명으로 됨을 특징으로 하는 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치.
3. The method of claim 2,
Wherein a half mirror is mounted on the light receiving axis of the camera and the visible light of the visible light source is reflected on the half mirror so as to be directed toward the mirror so that the optical axis of the visible light and the light receiving axis of the camera coincide with each other. Monitorable electrode tip inspection device.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 레이저 광원에 의해 조사하는 라인빔은 2개의 평행한 라인빔이며,
상기 컨트롤러는 카메라로 촬영된 레이저빔 영상에서 2개의 라인빔을 검출하여 전극팁 선단면의 테두리에서 꺾이는 4개의 포인트로부터 전극팁 선단면의 테두리 윤곽을 획득한 후 전극팁 선단면의 직경을 검출함을 특징으로 하는 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치.
The method according to claim 1,
The line beam irradiated by the laser light source is two parallel line beams,
The controller detects two line beams from the laser beam image captured by the camera and acquires the edge contour of the electrode tip line section from four points bent at the edge of the electrode tip line section and then detects the diameter of the electrode tip line section Electrode tip inspection apparatus capable of real-time monitoring.
제 5항에 있어서,
상기 2개의 평행한 라인빔은 하나의 레이저 광원으로부터 방사되는 하나의 라인빔을 반투명 미러에 비스듬히 조사하여 2개의 평행한 라인빔으로 반사된 후 상기 미러에 조사시킨 것임을 특징으로 하는 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the two parallel line beams are formed by irradiating one line beam emitted from one laser light source obliquely to a translucent mirror and then reflected by two parallel line beams and irradiating the mirror to the mirror. Tip Inspection device.
제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 전극팁 선단이 홀에 안착하기 이전에 상기 미러를 회전시키며 상하 전극팁 선단의 가시광 영상을 획득하게 제어하고, 획득한 양측 전극팁 선단의 가시광 영상으로부터 전극팁의 정렬상태에 대해 불량여부를 판정함을 특징으로 하는 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치.
The method according to claim 1,
The controller rotates the mirror before the tip of the electrode tip is seated in the hole and controls to obtain a visible light image of the tip of the upper and lower electrode tip, And the electrode tip is inspected in real time.
제 1항에 있어서,
전극팁 선단이 안착되는 상하 홀은 각각 눌림에 의해 스트레인게이지를 가압하는 판재에 형성하여, 전극팁의 가압력을 스트레인게이지로 측정함을 특징으로 하는 실시간 모니터링이 가능한 전극팁 검사장치.
The method according to claim 1,
Wherein each of the upper and lower holes in which the tip of the electrode tip is seated is formed in a plate material pressing the strain gauge by pressing each of the upper and lower holes, and the pressing force of the electrode tip is measured by a strain gauge.
전극팁이 구비된 용접건을 장착한 용접로봇을 제어하여 용접공정을 수행하고 연마주기에 맞춰 전극팁을 팁드레서로 연마하게 하는 용접 컨트롤러와, 용접 전압, 용접 전류, 용접시 가압력, 전극 온도 또는 용접 상태를 포함하는 용접 모니터링 데이터를 용접 컨트롤러로부터 수집하는 용접 모니터링장치를 포함하는 용접장치에 있어서,
청구항 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 5항, 제 6항, 제 7항 및 제 8항 중에 어느 하나의 항에 기재된 전극팁 검사장치를 용접 컨트롤러와 통신하게 구비하고,
용접 컨트롤러는 전극팁을 연마한 이후, 용접 대기 시간 또는 미리 설정한 소정 횟수의 용접을 수행한 이후에 전극팁을 상기 전극팁 검사장치로 검사하게 제어하고, 검사 결과를 전달받아 전극팁의 연마 여부를 결정하며,
용접 모니터링장치는 검사 결과를 용접 컨트롤러로부터 전달받아 모니터링하며 이력 관리하고, 용접 모니터링 데이터와 검사 결과 사이의 상관관계 분석을 수행하여 연마주기 설정, 용접품질 관리, 용접불량 추적 또는 전극소모 관리를 포함한 공정관리를 위한 정보를 생성함을 특징으로 하는 용접장치.
A welding controller for controlling a welding robot equipped with a welding gun equipped with an electrode tip to perform a welding process and polishing an electrode tip to a tip dresser in accordance with a polishing cycle; and a welding controller for controlling the welding voltage, the welding current, A welding apparatus comprising a welding monitoring device for collecting welding monitoring data from a welding controller, the welding monitoring data including a welding condition,
An electrode tip inspecting apparatus according to any one of claims 1, 2, 3, 5, 6, 7 and 8 for communicating with a welding controller,
The welding controller controls the electrode tip to be inspected by the electrode tip inspecting device after the electrode tip is polished and then the welding standby time or a predetermined number of times of welding is performed and the electrode tip is polished Lt; / RTI >
The welding monitoring device receives the inspection results from the welding controller, monitors the history, and analyzes the correlation between the welding monitoring data and the inspection results to determine the polishing cycle setting, welding quality control, welding defect tracking, And generates information for management.
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